Глава III МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ

Главная Учебники - Разные НИМП-72 Наставление по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки (1972 год)

поиск по сайту правообладателям

содержание .. 10 11 12 13 ..

Глава III МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ - часть 2

§ 19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ДОЛИННЫХ ХОДОВ ТРАССЫ

1. Для трассирования дороги по долине реки необходимо знать отметки расчетных уровней УВВР% на протяжении долинного хода.

УВВр% определяют сначала камерально, с тем чтобы наметить трассу по возможности вне разлива. В этом случае продольный профиль реки составляют по картам масштабов 1:10 000 или 1:25 000; отметки УВВр% определяют по данным наблюдений на водпостах, а при отсутствии их — подбором расхода по характерным сечениям, снятым с карты. Значения Q определяют по генетическим формулам (см. § 29). Предварительное определение отметок УВВр% необходимо также для составления программы обследования реки на протяжении долинного хода.

2. Продольный профиль реки снимают в натуре и устанавливают отметки УВВ (см. § 17). Там же, где паводочные воды при расчетном уровне подтопляют земляное полотно, выполняют обследование для расчета скорости течения вдоль насыпи, высоты волны, ледохода на пойме, руслового процесса и выпуска воды из части поймы, отсекаемой насыпью проектируемой дороги.

Основой съемки для составления продольного профиля реки при долинном ходе служит теодолитный ход по трассе, к которому привязывают

нивелирование урезов, морфостворы и план русла, или сама трасса дороги.

Для переноса отметок УВВР% от русла реки на трассу составляют ситуационную схему долины реки, на которой показывают трассу дороги, русло с отметками УВВр«, устья притоков, гидротехнические сооружения и мосты, населенные пункты, водомерные посты, морфостворы, границы разлива и растительности с характеристиками ее и розу ветров.

Для составления ситуационной схемы долины используют карты масштабов не мельче 1: 50 000; план русла и ситуационные границы проверяют инструментально.

В сложных случаях перекоса водной поверхности на полугор-ных блуждающих реках по отметкам УВВ, установленным на берегах долины, определяют величину перекоса и затем на ситуационной схеме проводят горизонтали водной поверхности при расчетном УВВр%..

3. Скорости течения на пойме вдоль речного откоса земляного полотна, подтопляемого при УВВр%, определяют по двум морфо-створам в начале и конце участка подтопления (см. § 17). Если на протяжении такого участка условия протекания меняются, то снимают дополнительные морфостворы. Скорости течения на каждом пикете между морфостворами принимают по интерполяции.

Кроме того, определяют высоту ветровой волны, подходящей к откосу насыпи (см. § 41), по исходным данным, определяемым по ситуационной схеме.

По скорости течения, высоте ветровой волны и мощности ледохода определяют тип укрепления откоса земляного полотна.

4. На участках, где трасса дороги может приближаться к руслу, выполняют русловые съемки (см. табл. 2). По материалам съемок прогнозируют русловой процесс (см. гл. VII) и в необходимых случаях предусматривают укрепление подмываемого берега русла или его спрямление.

В узких долинах горных рек, где земляное полотно может стеснить живое сечение, рассчитывают соответствующее повышение уровня воды, для чего снимают морфостворы в начале, середине и конце стеснения. Когда требуется отвод русла, в которое попадает откос насыпи, выполняют русловую съемку на протяжении отвода.

5. Проходя по долине реки, дорога отсекает части пойменной акватории и пересекает устьевые участки притоков.

Для спуска паводочной воды с отсеченной части поймы, а также для пропуска паводков на пересекаемых притоках устраивают искусственные сооружения. Отверстия таких сооружений пропускают паводочную своду в отсеченную часть поймы при подъеме уровня и выпускают при спаде уровня; в беспаводочный период на реке сооружения могут пропускать паводки ее притоков (см. гл. IX).

Для расчета отверстий в этих условиях требуется знать объем воды, заполняющей отсеченную насыпью часть поймы. Для этого снимают план акватории в горизонталях в масштабе не мельче 1: 10000.

Если в пределах отсеченной части поймы необходимо устроить несколько искусственных сооружений для водотоков, то устанавливают водоразделы между ними или намечают мероприятия по разделению их паводочных вод. На каждом притоке снимают морфоствор в местах, где возможно установить отметки УВВ. От морфоствора на притоке до створа перехода его на пойме реки снимают продольный профиль по руслу притока. Если предполагается углубление притока для осушения заболоченной поймы, то продольный профиль снимают до впадения притока в реку.

§ 20. ОБСЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

1. Морфометрическое обследование существующих мостовых переходов проводят:

а) при проектировании реконструкции мостового перехода или отдельных его элементов ввиду неудовлетворительной их работы;

б) при проектировании моста под второй путь;

в) при проектировании нового перехода, если вблизи его расположены существующие железнодорожные или автодорожные мосты.

Обследование водотоков, пересекаемых существующими мостовыми переходами, проводят согласно указаниям п. 8 § 2 и § 17.

2. Если существующий мост пропустил близкие к расчетному половодья, то происшедшие изменения в режиме реки у перехода могут служить контролем расчетов и обоснований проектных решений. Если существующий мост пропустил половодья, меньшие расчетного, то установленные изменения бытового режима реки (подпоры, размывы) должны быть использованы для построения зависимостей их от УВВ.

Сведения о проходе высоких половодий имеются в архивах службы пути железных дорог и организаций, эксплуатирующих автомобильные дороги; на многих крупных мостах имеется длительный ряд наблюдений за максимальными уровнями. Наблюдения эти бывают не точны и должны быть проанализированы, при этом устанавливают, менялись ли и когда пролетные строения, с которых производились промеры, местоположение водомерных реек на опорах, когда и кем делались метки УВВ на устоях — при наивысшем уровне или после него.

3. По промерам под мостами строят совмещенные профили живых сечений за годы, когда русло располагалось в том или ином пролете, а также когда наибольшие глубины размещались у опор моста (рис. 6, а). При совмещении профилей необходимо проверить исходные данные в отношении стабильности промерных нулей, систем отметок и правильности перехода от старых мер к метрическим.

В результате обследования моста получают зависимости:

а) рабочей площади и максимальных глубин под мостом при пиках наблюденных половодий от расхода или уровня (рис. 6, б);

б) подпора перед мостом от расхода (для неразмываемого дна) или от рабочей площади под мостом (для размываемого дна);

Рис. 6. Развитие размывов под мостом во времени:

в) коэффициента формы живого сечения аф = hmax/H- под мостом от уровня или расхода; изменения этой величины и рабочей площади во времени представлены на рис. 6, б.

4. При обследовании мостового перехода собирают данные:

а) год постройки опор моста и подходных насыпей;

б) годы изменения отверстия моста и проводившихся укрепительных работ, характер и их размеры;

в) годы смены пролетных строений, отметки головки рельсов и низа конструкции пролетных строений до и после смены;

г) отметки УВВ, УВЛ и УМВ под мостом, а также отметки УВВ с верховой и низовой сторон подходных насыпей на всем их протяжении;

д) годы и места переливов при УВВ через подходные насыпи, размеры повреждений и длительность перерывов движения;

е) геологическое строение по оси перехода по проектным данным и исполнительным чертежам;

ж) размывы подмостового русла, устанавливаемые по совмещенным профилям живых сечений;

з) изменения плана русла вследствие руслового процесса путем совмещения съемок разных лет и лоцманских карт (см. гл. VII). Если плановые материалы отсутствуют, то перемещения устанавливают по опросу старожилов и составляют глазомерную схему положений русла в районе перехода за различные годы;

и) продольные и поперечные профили подходных насыпей и регуляционных сооружений с показанием типа укреплений их откосов;

к) годы, места и размеры повреждений укреплений откосов струенаправляющих дамб и подходных насыпей, меры для ликвидации повреждений;

л) условия судоходства и сплава в районе перехода (аварии судов и плотов у моста, перемещения судоходного фарватера, достаточность подмостовых габаритов).

5. На основании материалов (п. 4) проводят анализ работы мостового перехода (см. § 9).

Если предусматривается реконструкция перехода, то на основании указанного анализа намечают мероприятия по улучшению работы элементов перехода.

Если вблизи проектируется новый мостовой переход, то данные анализа используют для принятия проектных решений.

6. При обследовании переходов с пойменными мостами собирают следующие данные об их работе:

а) количество пойменных мостов и размеры их отверстий в свету, наличие и тип шандоров;

б) профили живых сечений под мостами, тип укреплений русел и глубину размывов ниже мостов;

в) отметки уровня подпертой воды с верховой стороны моста (на верховом откосе насыпи) , под мостом (по меткам на устоях) и ниже моста (на низовом откосе насыпи);

§ 21. ОБСЛЕДОВАНИЕ КОНУСОВ ВЫНОСА И СЕЛЕВЫХ ПОТОКОВ
1. Конусы выноса горных водотоков предварительно обследуют с целью установить морфологический тип конуса, наметить возможные варианты его пересечения и схемы регулирования потока.

Рис. 7. Схемы расположения морфостворов на конусах выноса: а — несколько русел на конусе выноса; б — конус врезанной зоной блуж Дания; в — недействующий конус с врезанным руслом; 1—морфостворы; 2 — трасса продольного профиля

Конусы выноса в устьевой части горных водотоков подразделяются на четыре типа, характеризующихся признаками:

а) поток растекается по всей поверхности конуса, русла слабо выражены и изменяются при каждом паводке (см. рис. 3 в гл. I);

б) на поверхности конуса выражено одно или несколько русел, пропускающих средние паводки, при выдающихся паводках происходит переформирование русел (рис. 7, а);

в) большая часть поверхности конуса покрыта растительностью, на ней расположены населенные пункты и культурные насаждения; другая часть, врезанная в поверхность конуса, является действующей и в ее пределах происходит блуждание водотока (рис. 7, б);

г) недействующий конус; русло водотока врезано в его поверхность и имеет сечение, способное пропустить максимальные расходы (рис. 7, в).

2. Характеристикой конуса выноса является его очертание в продольном сечении (вогнутое или выпуклое).

Вогнутое очертание не достигает реки, в которую впадает пересекаемый водоток, и заканчивается на одной из ее террас.

Выпуклое очертание характерно для небольших конусов, заканчивающихся непосредственно у русла реки и подмываемых ее водами. Наличие выпуклости части конуса характерно для зоны интенсивного отложения наносов.

Обследование больших конусов выноса производят с использованием карт масштаба 1 :25000 и 1 : 10000, фотопланов и съемок. Для рекогносцировки эффективно использование вертолетов или легких самолетов.

3. При обследовании устанавливают тип конуса выноса, собирают сведения о гидрологическом режиме водотока, мощности, характере и частоте прохождения паводков. На конусах (см. п. I, типы в, г) на основании опроса старожилов, а в необжитой местности по следам устанавливают случаи выхода потока на недействующую часть конуса. Намечают варианты пересечения конуса и места расположения отверстий водопропускных сооружений с соответствующей схемой регулирования (см. гл. IX).

4. При больших размерах конусов съемкой охватывают в продольном направлении участок от горловины ущелья до оси перехода и 'ниже его на расстояние, равное двум-трем отверстиям моста. Ширину съемки определяют исходя из намечаемой схемы регулирования. Малые конусы площадью до 0,5 км2 снимают полностью.

Для нижних вариантов пересечения конусов разрешается при наличии крупномасштабных карт съемку ограничивать участками, подлежащими регулированию, при увязке всех вариантов на схеме масштаба не мельче 1: 10 000.

При съемке уделяют взимание местам, где русловые бровки наиболее понижены, отмечают существующие и заброшенные оросительные канавы, фиксируют берегозащитные сооружения. На плане показывают места глыбовых навалов с указанием средних и максимальных размеров глыб или валунов, а также места определения гранулометрического состава отложений.

5. Русловый процесс на конусах выноса характеризуется наращиванием отметок поверхности действующей части конуса и углублением основного русла с выработкой вогнутого профиля. В результате отдельных высоких паводков возможна забивка выносами разработанных русел, выход потока на ранее бездействовавшую часть конуса с выработкой новых русел. Сведения об этих явлениях собирают путем визуального обследования и опроса старожилов.

При обследовании устанавливают характер изменения среднего и максимального размеров отложений по длине конуса. По растущим на конусе деревьям с занесенной частью ствола определяют шурфованием высоту отложений от начала корневой системы за период, равный возрасту дерева плюс 5—10 лет.

Интенсивность руслового процесса на конусах выноса может быть определена по существующим гидротехническим сооружениям; положение линии грунта у этих сооружений сопоставляют с проектными чертежами и показаниями работников эксплуатационных организаций.

6. Продольный профиль конуса выноса снимают вверх от мор-фоствора, расположенного в горловине ущелья, на расстояние в две-три его ширины и вниз до уреза реки, в которую впадает пересекаемый водоток. Отметки урезов или пониженных точек сухих русел определяют тахеометрически.

Если длина конуса более 5 км, профиль снимают в пределах детального плана, а на остальных участках профиль составляют по картам.

На больших конусах (см. п. 1, типы а, б) продольный профиль составляют по прямому направлению от горловины ущелья до подошвы конуса; пониженные точки извилистого русла проектируют на эту прямую (см. рис. 7, а). Если поток сваливается в сторону от оси конуса, то составляют профили, проходящие через места расположения водопропускных отверстий.

На конусах (см. п. 1, типы в, г) продольный профиль строят по урезам с нанесением характерных отметок бровок, русла.

7. На конусах выноса (см. п. 1, типы а, в) морфоствор снимают в горловине ущелья, определяют метки УВВ, следы селевых отложений, описывают ситуацию, определяют максимальный диаметр и гранулометрический состав отложений.

На конусах (типы в, г) дополнительно снимают один-два мор-фоствора в наиболее суженных местах активной зоны.

Камеральную обработку морфостворов, снятых в голове конуса выноса и на конусах (тип г), производят методами, изложенными в § 23. Если расчетный расход не помещается в русле, построение зависимостей расхода от уровня выполняют для сечения, условно ограниченного вертикалями по бровкам русла.

На конусах выноса (типы а, б и в) бытовую глубину потока определяют приближенно (см. гл. IX).

8. Селевыми потоками (селями) называют насыщенные твердым материалом потоки, образующиеся в бассейнах горных водотоков.

При пересечении селевых водотоков необходимо произвести сбор и анализ сведений о прохождении селей. Если пересекаемые селевые водотоки не обследовались, на основе действующей инструкции [41] проводят обследование; для этой работы при необходимости привлекают специализированные организации. Ниже приводятся оведения, необходимые для составления программы таких работ.

9. Для определения расчетных расходов и объемов селевого потока необходимыми являются: площадь селеобразующих очагов бассейна, сведения о причинах возникновения селей, их типах и частоте прохождения, о максимальных расходах, уровнях и объемах выносов.

Причинами возникновения селей могут быть:

а) ливневые осадки и продолжительные обложные дожди;

б) интенсивное таяние ледников, снежников и сезонных снегов в высокогорной части бассейна в результате резкого повышения температуры (иногда в сочетании с обложными дождями);

в) прорыв открытых или скрытых в толще морен ледниковых озер;

г) прорыв заторов, образованных оторвавшимися от ледника массивами.

Селевые потоки, образовавшиеся по двум последним причинам (обычно связанным с землетрясением), явление редкое и почти не поддающееся прогнозированию.

Если на водотоке возможны сели по причинам а, б, то более мощными являются сели ливневого происхождения, которые и принимают в качестве расчетных.

10. Селевые потоки подразделяют на грязевые, грязе-каменные и водо-каменные. В грязевых селях твердая составляющая селевой массы преимущественно состоит из мелких песчано-глинистых фракций. В грязе-каменных она содержит мелкие (песчано-глинистые) частицы и более крупные включения (щебень, галька, валуны). Водо-каменные сели отличаются меньшим содержанием песчано-глинистых фракций и преобладанием крупных включений. При движении сели захватывают с берегов подмытые деревья и кустарники.

По динамическим свойствам сели бывают связные (структурные) и жидкие (турбулентные). Связные сели представляют собой вязко-пластичную массу, способную двигаться при сравнительно больших уклонах; поток имеет выпуклую поверхность, не растекается сплошным слоем, стремится сохранить прямолинейность движения, переползает через препятствия. Турбулентные сели сохраняют свойства водного потока.

11. Селеобразующими очагами на бассейне являются: обнаженные склоны, скалистые массивы, сложенные легковыветривающимися породам и, моренные отложения, осыпи, оползневые массивы (в том числе и покрытые растительностью), русловая сеть водотоков, сложенная аллювием.

Наиболее активными источниками сслеобразования являются накопившиеся у подножья крутых склонов продукты выветривания и шлейфы мелкофракционных осыпей.

При наличии карт масштаба 1:25000 и крупнее на территории бассейна отмечают места селеобразования, производят облет бассейна на вертолете и вносят визуальные поправки.

При отсутствии крупномасштабных карт снимают фотопланы в масштабе 1: 5000 или 1: 10 000 на всем или части бассейна.

Уточнения вносят при полевом обследовании водотока.

12. Обследование селевого водотока производят с целью:

а) уточнения расположения и площади селеобразующих очагов

и оценки их активности;

б) выявления мест образования и прохождения связных селевых потоков;

в) установления типа селевых потоков по их отложениям;

г) отыскания следов паводков для определения максимальных расходов селевого потока;

д) выявления мест образования заторов и оценки их высоты;

е) оценки изменения мощности и типа селя по мере его приближения к створу перехода.

13. Маршрут обследования намечают на карте масштаба не мельче 1:25000 или по фотопланам. Маршрут, как правило, охватывает участок по главному водотоку от створа перехода до зоны активных очагов селеобразования. Если источниками селеобразо-вания являются боковые притоки, то намечают об следование одного-двух наиболее мощных из них.

Перед выходом в поле составляют маршрутную схему с нанесением основных ориентиров. Если схему составляют по карте мельче 1:25 000, то для высотной привязки изучаемых объектов используют барометр-анероид.

В очагах селеобразования обмеряют площади накопившихся отложений продуктов денудации, определяют их объем. При затруднительности шурфования толщину отложений определяют визуально по очертанию коренных бортов, глубине русел, промытых в толще отложений, и другим признакам.

14. В характерных створах (три — пять на протяжении маршрута) определяют максимальный диаметр валунов, транспортированных потоком по руслу, а не скатившихся с боковых склонов. В этих створах определяют средний диаметр крупнообломочного аллювия согласно приложению 2.

В местах, где обнаружены следы уровней прошедших селей, снимают поперечники и продольный профиль водотока с учетом указаний § 17.

В местах сужений и поворотов русла, а также в устьях боковых притоков оценивают возможность заторных явлений, отыскивают следы заторов.

Если подобные места находят вблизи от перехода, необходимо снять два-три поперечника и уклон для определения возможного объема затора.

На всем протяжении маршрута изучают отложения селевой массы и берут пробы.

15. В результате обследования селевого водотока представляют:

а) схематический план бассейна с нанесением площадей селеобразующих очагов;

б) продольный профиль водотока с нанесением створов;

в) абрисы характерных обследованных участков;

г) профили поперечников;

д) пояснительную записку, в которой должны быть установлены тип селя, его мощность (максимальный объем выносов), повторяемость, а также даны рекомендации по укладке трассы и размещению селепропускных отверстий.

содержание .. 10 11 12 13 ..